王道峰 周小鵬

(1.南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇南京 211188; 2.南京工業(yè)大學(xué)交通學(xué)院，江蘇南京 210009)

0 引言

吹填土在吹填過程中，泥沙結(jié)構(gòu)遭到破壞，以細(xì)小顆粒的形式緩慢沉積，大部分是淤泥質(zhì)粘土，呈流塑狀態(tài)，由其構(gòu)成的地基土體強(qiáng)度很低，通常需要進(jìn)行地基處理才可用于工程建設(shè)［1-3］。本工程場地為典型的吹填土工程，采用真空預(yù)壓聯(lián)合堆載預(yù)壓法對(duì)場地進(jìn)行了處理［4］。工程投入使用后出現(xiàn)了很多問題:臺(tái)階斷裂、管架拉裂脫落、高壓輸油管道傾斜開裂等，極大的影響了生產(chǎn)效益，給工程生產(chǎn)帶來嚴(yán)重安全隱患，這些問題的解決迫在眉睫。

1 建筑物及設(shè)備基礎(chǔ)概況

該項(xiàng)目終端工程主要負(fù)責(zé)處理加工海上油氣田的天然氣，占地33萬m2，其中辦公生活區(qū)為7.73萬m2，生產(chǎn)區(qū)為14.95萬m2。辦公生活區(qū)的建筑物主要以1層～2層建筑物為主，單層建筑物以天然地基為主，2層及以上建筑物的基礎(chǔ)形式為靜壓管樁基礎(chǔ)，樁長約為50 m，樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。

建筑物及設(shè)備基礎(chǔ)的具體情況如表1所示。

表1 建筑物與設(shè)備基礎(chǔ)情況

2 基礎(chǔ)病害情況

整個(gè)場地位于深厚軟土層上，場地的工后沉降較大，目測最大工后沉降約在50 cm，基礎(chǔ)病害情況嚴(yán)重，已經(jīng)影響了整個(gè)廠區(qū)的生產(chǎn)和安全。

2.1 辦公生活區(qū)

辦公生活區(qū)主要以1層～2層建筑物為主，1層建筑物直接坐落于天然地基之上，因此雖然整個(gè)建筑物的沉降較大，但由于差異沉降較小，對(duì)建筑物的正常使用沒有產(chǎn)生較大的影響。2層以上建筑物的基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ)，樁端進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化層，故整個(gè)建筑物基礎(chǔ)沉降很小，而場外地坪沉降較大，散水與臺(tái)階等處斷裂、傾斜。

2.2 生產(chǎn)區(qū)

生產(chǎn)區(qū)的地基基礎(chǔ)病害主要集中在以下幾個(gè)區(qū)中:

1)天然氣處置裝置區(qū)。

天然氣裝置區(qū)主要由210 m長的管架和相鄰的一些小型設(shè)備組成，管架柱下為單樁承臺(tái)基礎(chǔ)，小型設(shè)備下部分荷載較大的為樁基礎(chǔ)，荷載較小的為天然地基。目前的地基基礎(chǔ)災(zāi)害主要表現(xiàn)為:下埋管道開裂與泄漏、管架開裂傾斜。

2)消防及循環(huán)水區(qū)。

消防及循環(huán)水區(qū)主要由循環(huán)水泵棚、循環(huán)水池、冷卻塔、消防泵棚以及消防水罐等組成。水泵棚桁架以及消防水池均為樁基礎(chǔ)。部分小型設(shè)備為天然地基。其主要病害表現(xiàn)為:消防泵棚以及循環(huán)水泵棚的柱下為樁基，而棚中小型設(shè)備為天然地基，差異沉降過大導(dǎo)致地坪嚴(yán)重開裂、傾斜。

3)產(chǎn)品儲(chǔ)存區(qū)。

產(chǎn)品儲(chǔ)存區(qū)主要由油罐、球形氣罐以及各種泵棚組成。圓柱形油罐荷載較大，基礎(chǔ)為滿布的樁基礎(chǔ)，球形氣罐的基礎(chǔ)為環(huán)形梁下均布樁基礎(chǔ)，氣罐中部設(shè)備管道亦布置了樁基。各種泵棚中設(shè)備為樁基礎(chǔ)，但泵棚架為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。該處的地基基礎(chǔ)病害主要表現(xiàn)為:管道開裂、氣罐地坪開裂、泵棚柱下沉以及地坪開裂。

4)輸氣首站。

輸氣首站是海底輸氣管道到生產(chǎn)廠區(qū)的接入點(diǎn)，該處的管道承受較大的壓力，一旦發(fā)生意外將嚴(yán)重影響到終端的安全與生產(chǎn)。正因?yàn)槿绱耍K端維修部門已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行了局部的維修，其病害主要表現(xiàn)為:高壓輸油管道傾斜、開裂。

5)其他。

高桿燈是廠區(qū)的主要照明設(shè)備，由于桿身較高且直接坐落于天然地基上，地基的大幅沉降已經(jīng)引起高桿燈的傾斜。

3 基礎(chǔ)病害處理措施

由于廠區(qū)內(nèi)地層沉降仍在繼續(xù)發(fā)展，如不采取有效措施進(jìn)行治理，將會(huì)加劇設(shè)備及裝置的安全隱患。下面針對(duì)不同破壞形式的建筑、設(shè)備、管線提出具體的加固處理措施。

3.1 輸氣首站燃?xì)夤艿捞幚泶胧?/h3>

由于輸氣首站燃?xì)夤艿乐睆捷^大，受地面不均勻沉降影響較為嚴(yán)重，應(yīng)斷開管道與地面的剛性連接，可采用如圖1所示的可調(diào)伸縮閥進(jìn)行調(diào)整支撐高度，維持管道均衡受力，避免管道因地面過大的不均勻沉降而拉裂。

對(duì)于連接大門與首站之間的長距離燃?xì)廨斔凸艿?，可選用下列措施處理地基過大的不均勻沉降:

方法一:如圖2a)所示沿燃?xì)廨斔凸艿缆裨O(shè)方向?qū)⒐艿劳诔觯O(shè)置成管溝，可減輕地基土對(duì)管道的壓力，管道架于管溝內(nèi)，下鋪級(jí)配良好的粗砂作為褥墊層，粗砂應(yīng)當(dāng)分段斜夯并向上產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，并在鋪設(shè)時(shí)因地制宜分級(jí)抬高墊層，這些措施有利于提高管道柔性，吸收地基的沉降位移。如有條件，還可將管道按每10 m～20 m距離間隔設(shè)置一段長度1 m～2 m的軟管，可有效減小長跨度管線由于不均勻沉降所引起的過大撓曲，見圖2b)。

圖1 首站燃?xì)夤艿捞幚泶胧┦疽鈭D

方法二:如圖2c)所示沿燃?xì)廨斔凸艿缆裨O(shè)方向?qū)⒐艿劳诔觯O(shè)置成管溝，在管溝外每隔10 m～20 m設(shè)置小型槽鋼吊，鋼吊底座應(yīng)采用可調(diào)伸縮閥用以調(diào)整支撐高度，這種措施可有效減輕地基不均勻沉降對(duì)長跨度大直徑燃?xì)廨斔凸艿涝斐傻倪^大下拉應(yīng)力。

圖2 燃?xì)廨斔凸艿捞幚泶胧┦疽鈭D

3.2 鋼架與鋼架間管道處理措施

1)如圖3所示管道，可利用樁基鋼架沉降較小的特點(diǎn)，在相鄰鋼架之間架設(shè)工字鋼梁，將管道懸吊于工字鋼支架上，這種措施可有效減小由于不均勻地面沉降對(duì)地下管道產(chǎn)生較大的下拉應(yīng)力。

圖3 鋼架間管道處理措施示意圖

2)對(duì)于已經(jīng)發(fā)生裂隙的鋼橫梁，可將鋼柱截?cái)嗵龎|入一塊與下沉量相當(dāng)?shù)匿摪宀⒑附永喂淌箵p害的橫梁復(fù)位，然后在橫梁裂隙處加焊兩塊工字鋼加固，以增加鋼橫梁的整體剛度，有效地阻止裂隙的進(jìn)一步發(fā)展，增強(qiáng)橫梁抵抗彎曲的能力，維持鋼架的整體穩(wěn)定。沉降鋼柱抬升及加固見圖4。

圖4 沉降鋼柱抬升及加固示意圖

3.3 管線處理措施

1)機(jī)械設(shè)備與管道連接處。圖5為設(shè)備與地下管線連接示意圖，對(duì)于沒有條件設(shè)置鋼梁的地下管線，在管線與設(shè)備接口處，應(yīng)將剛性管線換成柔性軟管，允許接頭發(fā)生適當(dāng)位移，可有效減小差異沉降對(duì)接口造成的過大拉應(yīng)力。

圖5 機(jī)械設(shè)備與管道連接處理措施示意圖

2)辦公樓地下水管。當(dāng)室內(nèi)外地基差異沉降過大，影響到地下水管、排污水管及地下電線與辦公樓的正常使用時(shí)，應(yīng)在這些管線接入處進(jìn)行處理，可擴(kuò)大管線引入口預(yù)留孔孔徑，加裝鋼管套，套管內(nèi)填入柔性材料在管道出露地面段可加裝多球橡膠伸縮節(jié)，這些措施均能有效減小地基不均勻沉降對(duì)管線造成的過大下拉應(yīng)力，如圖6所示。

圖6 辦公樓地下水管加固示意圖

3.4 儲(chǔ)油罐地基加固

穩(wěn)定凝析油儲(chǔ)罐基礎(chǔ)產(chǎn)生了較大的沉降，且沉降有仍然發(fā)展的趨勢(shì)，需采取加固措施?？稍诨A(chǔ)四周采用高壓旋噴樁［5］對(duì)地基土進(jìn)行注漿加固，提高土體強(qiáng)度，從而達(dá)到減小沉降的目的。如圖7所示，注漿時(shí)應(yīng)注意避開儲(chǔ)油罐樁基礎(chǔ)。

圖7 儲(chǔ)油罐地基加固示意圖

3.5 其他

1)混凝土基礎(chǔ)或板面開裂。因沉降導(dǎo)致的混凝土基礎(chǔ)或板面開裂，可將其與樁基承臺(tái)斷開，重新澆筑新基礎(chǔ)，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)在距樁基承臺(tái)5 cm以上留有空隙，在預(yù)留的空隙內(nèi)可回填中密砂或其他柔性材料。這樣可以使混凝土基礎(chǔ)在后期沉降過程中整體均勻下沉，有效避免因承臺(tái)的阻擾而產(chǎn)生的承受不均勻沉降。2)室外臺(tái)階和地面散水?dāng)嗔?。?duì)于辦公樓主要破壞為室外臺(tái)階破裂和地面散水?dāng)嗔哑茐?，可重鋪設(shè)修復(fù)，修復(fù)時(shí)應(yīng)注意和辦公樓應(yīng)適當(dāng)預(yù)留部分空隙，允許散水層和臺(tái)階發(fā)生整體沉降，可減小破壞情況發(fā)生，同時(shí)應(yīng)注意臺(tái)階澆筑時(shí)應(yīng)繞開樁基承臺(tái)。3)高桿燈傾斜。由于高桿燈對(duì)于不均勻沉降較為敏感，重心容易發(fā)生偏移，為安全起見，建議采用鋼絲繩拉接固定。

4 結(jié)語

該吹填土工程基礎(chǔ)病害主要是由于不同基礎(chǔ)形式之間過大的差異沉降所造成，場地工后沉降尚未穩(wěn)定，持續(xù)的工后沉降對(duì)設(shè)備及裝置基礎(chǔ)產(chǎn)生了各種危害，針對(duì)存在的問題，及時(shí)采取了有效措施加以治理，另外，需加強(qiáng)場區(qū)監(jiān)測監(jiān)控，建立場區(qū)安全預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)，使項(xiàng)目的安全生產(chǎn)得到真正保障。

［1］ 葉書麟，葉觀寶.地基處理［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1997.

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